AiF-FV-Nummer 16200 N

Neuartige stabile Interpolymer-Anionentauschermembranen und Membran-Elektroden-Einheiten für alkalische Membranbrennstoffzellen, hergestellt ohne Verwendung kritischer Agentien und mit preiswerten Nichtedelmetall-Katalysatoren


Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.10.2009 bis 30.09.2012

Forschungsstellen

  • Universität Stuttgart Institut für Chemische Verfahrenstechnik
    Böblinger Str. 72, 70199 Stuttgart
    http:///www.icvt.uni-stuttgart.de

  • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg Geschäftsbereich 3
    Helmholzstr. 8, 89081 Ulm
    http://www.zsw-bw.de

Zusammenfassung

Ziel der beabsichtigten Arbeiten in diesem Projekt ist die Entwicklung von neuen Anionenaustauschermembranen mit hoher (elektro)- chemischer und thermischer Stabilität, hoher OH- -Leitfähigkeit und niedriger Methanol-Permeabilität (für den Einsatz in Direktmethanol-Brennstoffzellen). Desweiteren sollen im Projekt Herstellungsverfahren entwickelt werden, die keine cancerogenen Agentien benötigen ("green chemistry" Ansatz), und die vielseitige Variationsmöglichkeiten hinsichtlich Zusammensetzung und Eigenschaften besitzen ("Kombinatorischer Ansatz"). Weiter ist die Entwicklung von MEAs aus den neuen Anionenaustauschermembranen unter Verwendung neuer preiswerter platinfreier Katalysatoren geplant, die eine hohe katalytische Aktivität, eine gute Elektrodenanbindung und gute Transporteigenschaften für Brennstoff und Ionomer gewährleisten. Die Arbeitsschritte der beiden Forschungsstellen im geplanten Projekt sind dabei: ICVT: - Entwicklung neuer Interpolymer-Anionenaustauschermembranen ohne Verwendung kritischer Agentien in einem kombinatorischen Ansatz, wobei in den hergestellten Anionenaustauschermembranen keine leicht durch Radikale angreifbare tertiären und benzylischen C-H-Bindungen präsent sind und die Anionenaustauschergruppen eine erhöhte Stabilität gegen Hydroxylionenangriff, verglichen mit herkömmlichen Anionenaustauschergruppen, aufweisen. - Charakterisierung der Anionenaustauschermembranen hinsichtlich Zusammensetzung, thermischer und chemischer Stabilität, OH- -Leitfähigkeit und Quellung (Wasseraufnahme) ZSW: - creening platinfreier Katalysatoren - Entwicklung einer neuartigen Katalysatortinten-Rezeptur, inclusive stabilisierender und Hydroxylionen-leitender Additive, die einen porösen, gut haftenden und katalytisch aktiven Aufbau der Katalysatorschicht der MEAs ermöglicht. - Herstellung und Test der MEAs durch Bestimmung der UI-Kennlinien bei unterschiedlichen Betriebsparametern in Direkt-Alkohol-Einzelzelltests.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente